8/2/2019 Wjec Bi 5 June 03

1/20

TotalMarks

WELSH JOINT EDUCATION COMMITTEE CYD-BWYLLGOR ADDYSG CYMRU

General Certificate of Education Tystysgrif Addysg Gyffredinol

UwchAdvanced

315/01

BIOLOGY (MODULAR)

MODULE BI5

P.M. THURSDAY, 19 June 2003

(2 hours)

JD*(0006/20)

INSTRUCTIONS TO CANDIDATES

Write your centre number, name and candidate number in the spaces provided above.

Answer all questions in sections A and B.

Write your answers in the spaces provided in this booklet.

INFORMATION FOR CANDIDATES

The number of marks is given in brackets at the end of each question or part-question.

You are reminded of the necessity for good English and orderly presentation in your answers.

The quality of written communication will affect the awarding of marks.

No certificate will be awarded to a candidate detected in any unfair practice during the

examination.

Centre Number

Candidates Name (in full)

Candidates Examination Number

For Examiners Use Only

8/2/2019 Wjec Bi 5 June 03

2/20

2 Examineronly

Arholwryn unig

SECTION A

1. Answer the questions (a) to (f) in the spaces provided.

(a) Name the hormone responsible for the effect in each case.

(i) Varies the permeability of the distal convoluted tubule and the collecting duct of thenephron. [1]

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(ii) Maintains the corpus luteum in pregnancy. [1]

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(iii) Causes contraction of the uterus. [1]

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(b) Name the two types of filament in a myofibril. [1]

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(c) State the function of the malleus, incus and stapes. [1]

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(d) Give one advantage of using tissue culture to clone plants. [1]

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(e) State a method by which international cooperation has assisted in conservation. [1]

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(f) Name an isolating mechanism that could lead to the formation of a new species. [1]

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(Total 8 marks)

(C006/20)

8/2/2019 Wjec Bi 5 June 03

3/20

BLANK PAGE

3

Turn over.

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4/20

4 Examineronly

Arholwryn unig

2. (a) State what is meant by the term allele. [1]

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(b) Colouration in cockatiels is determined by a number of different genes.

(i) One gene determines the presence or absence of red cheek patches, as shown in thediagram.

(0006/20)

The allele for red cheek patches (R) is dominant to that for no cheek patches (r).

Show how two birds with red cheek patches could produce a bird with no cheek

patches. [3]

Parental Genotypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Possible Gametes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Genotype of bird with no cheek patches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Another gene determines the main colour of the feathers covering the body ofcockatiels. Its alleles show codominance.One allele produces silver colouration (S) while the other produces grey colouration(G). Heterozygous birds are silvery grey.

Use a suitable genetic diagram to show the result of crossing a heterozygous bird with

a grey bird. [4]

cheek patch

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5/20

5

Turn over.

Examineronly

Arholwryn unig

(C006/20)

F1 genotypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

F1 phenotypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(iii) Using the information given in (i) and (ii), state the genotype of a silver bird with nocheek patches. [1]

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(c) Another gene determines the presence of feathers with a dark edge. This gene is sex-linked

and the dark edge is caused by a recessive allele (e).In birds, unlike humans, the male (XX) has two sex chromosomes that are the same lengthand each one is, therefore, able to carry the allele. The female (XY) has one shorter sexchromosome that cannot carry this allele.

Using this information and your own knowledge, state all the possible genotypes of each ofthe following birds: [4]

(i) female with dark edged feathers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) male with dark edged feathers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(iii) male with plain feathers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(d) Pigments that produce different coloured feathers are proteins.Explain how different alleles can give rise to the synthesis of different pigments. [3]

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(Total 16 marks)

Parental Genotypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Possible Gametes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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6/20

6 Examineronly

Arholwryn unig

3. (a) The graph shows the changes in the dry mass of seeds as they are germinating. The drymass of the endosperm (food reserve), embryo as it develops into a seedling and the total forthe seed are shown.

Drymass/

g

totalm

ass

seedling

embryo

0 2 4 6 8 10 12

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

endosperm

Time from start of germination/days

Explain the relative changes in the dry mass of the embryo/seedling and endosperm. [4]

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Examineronly

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(b) The embryos were carefully removed from 40 seeds which were not germinating. The seedswere then divided into two equal groups and treated as follows:

Group A were soaked in waterGroup B were soaked in water to which embryos from germinating seeds had beenadded.

Petri dishes were prepared with agar jelly containing starch. The soaked seeds from bothgroups were then placed on the agar.

After 24 hours, the seeds were removed and iodine solution was poured over the surface ofthe agar. The mean diameter of starch-free areas of agar was recorded for each group. Theresults are shown below.

Mean diameter ofstarch-free area (mm)

4.4

7.1

Seeds soaked in water(Group A)

Seeds soaked in water to which embryos fromgerminating seeds had been added(Group B)

(i) Explain how the starch-free area of agar has been formed. [3]

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(ii) Suggest an explanation for the difference in the results of the two groups of seeds. [1]

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(c) The main food reserve in the broad bean seed is not the endosperm. Name the structures thatstore the food in this seed. [1]

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Arholwryn unig

4. The cultivated banana is sterile and seedless. It reproduces asexually, producing shoots or suckersthat develop into new plants. It is extremely difficult to develop disease-resistant varieties of thisplant.

In the 1950s the main variety grown in banana plantations was Gros Michel. This variety wastotally wiped out by Panama disease, caused by a soil fungus (Fusarium oxysporum). The diseasespread rapidly from one plant to another and from plantation to plantation.

Following the devastation, a variety of banana that was resistant to Panama disease, Cavendish,was planted and has been used ever since. However, it became apparent that Cavendish wassusceptible to the disease, Sigatoka, caused by another fungus (Mycosphaerella fijiensis). Only theuse of massive amounts of fungicide spray is keeping Sigatoka under control. It seems that as soonas a new fungicide is used the fungus develops resistance to it.

(a) State the type of cell division used in the reproduction of the banana plant. [1]

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(b) (i) State the genus of the fungus that causes Panama disease. [1]

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(ii) Explain why Panama disease spread so quickly through the banana plantations andwiped out the Gros Michel variety in the 1950s. [3]

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(c) Explain how the fungus that causes Sigatoka becomes resistant to fungicides. [5]

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Arholwryn unig

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(d) (i) Explain why it is so difficult to develop disease-resistant varieties of banana. [2]

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(ii) Suggest a way by which disease resistance could be achieved. [1]

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(Total 13 marks)

5. Answer one of the following questions.

Either, (a) Describe

(i) the formation of spermatozoa,

(ii) the events that occur during fertilisation. [10]

Or (b) Describe(i) how the resting potential is maintained in the axon of a neurone,

(ii) how a nerve impulse is transmitted along a myelinated axon. [10]

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10/20

10 Examineronly

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(Total 10 marks)

(0006/20)

8/2/2019 Wjec Bi 5 June 03

12/20

12 Examineronly

Arholwryn unig

SECTION B

Answer all questions.

6. Read the passage below and use the information and your knowledge to answer the questions thatfollow.

The rainforests in the developing countries of Southeast Asia are being destroyed both by roamingfarmers and large companies. The roaming farmers, known as shifting cultivators, have beenblamed for large-scale forest destruction, loss of species and uncontrolled burning.

In shifting cultivation a plot of forest is felled and burnt, providing fertile ash in which to growfood crops. After 1 to 3 years, as weeds flourish and fertility declines, the plot is abandoned for afallow period of about 20 years.

In Sumatra this traditional method of cultivation has been adapted to make best use of the fallow

period. Rubber seedlings are planted with food crops and the rubber trees allowed to mature duringthe fallow period, during which time other wild plant species will grow again. The rubber, a cashcrop, can be harvested after 10 years and the land can be made available for felling again after afurther 15 years.

Where the human population density is high, fallow periods have been reduced and food yieldshave dropped significantly. In some places the cultivation pattern has been replaced withpermanent agriculture, such as rubber plantations.

Adapted from New Scientist, 15th November 1997

(a) State two possible reasons, other than agriculture, for the destruction of the rainforests. [2]

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(b) What is the advantage to these farmers of burning felled trees to produce ash beforecultivation? [2]

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(c) Where the human population density is high, fallow periods have been reduced and foodyields have dropped significantly. (lines 12-13)

Explain why the food yields have decreased. [2]

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(0006/20)

5

10

8/2/2019 Wjec Bi 5 June 03

13/20

13 Examineronly

Arholwryn unig

(d) Give two reasons why the pattern of shifting cultivation practised in Sumatra (lines 711) isof benefit to the farmer. [2]

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2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(Question continued overleaf)

Turn over.(0006/20)

8/2/2019 Wjec Bi 5 June 03

14/20

14 Examineronly

Arholwryn unig

A study was carried out in three areas of forest that had different types of agriculture. Thenumber of species of five types of plant (trees, climbers, epiphytes, shrubs and herbaceousplants) were counted in:

an area of undisturbed primary forest;an area that was used for traditional agroforest (shifting cultivation, as in Sumatra);a rubber plantation.

The results are shown below.

(0006/20)

Primary forest Traditional agroforest Plantation (rubber)

Tree ClimbersShrubs

EpiphytesHerbaceous plants

0

20

40

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80

100

120

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Numbe

rofspecies

Adapted from New Scientist, 15th November 1997

8/2/2019 Wjec Bi 5 June 03

15/20

15

Turn over.

Examineronly

Arholwryn unig

(0006/20)

(e) Comment on the species diversity of:

(i) the plantation compared with the primary forest; [2]

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(ii) traditional agroforest compared with the primary forest. [3]

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(f) It is often stated that cultivation of the rainforest is totally destructive. Using the informationgiven in the graph and your own knowledge, comment on the validity of this statement. [2]

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(Total 15 marks)

8/2/2019 Wjec Bi 5 June 03

16/20

16 Examineronly

Arholwryn unig

7. When kidneys fail, patients can lead a relatively normal life as the functions of the kidney areperformed by dialysis, which is the main form of treatment available.

(a) In haemodialysis, a connection is made to a blood vessel through which blood passes out ofthe body into a machine. Once in the machine, the blood passes through a system of tubesformed from an artificial membrane, which is bathed in a dialysis solution, after which theblood is returned to the body. The principle of the machine is shown in the simplifieddiagram below.

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(i) Name one substance that would be removed from the blood during dialysis and statethe method by which it crosses the artificial membrane. [2]

Name . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Explain why blood cells would not be removed from the blood as it passes throughthe machine. [1]

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blood in blood out

dialysissolution out

artificialmembrane

dialysissolution in

dialysis solution

(continually replaced)

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Turn over.

Examineronly

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(iii) The dialysis session lasts for about 4 hours, during which blood is continually beingtransferred from the body, into the machine and returned to the body again. At thesame time, fresh dialysis solution is passed through the machine continuously. The

dialysis solution is mainly composed of glucose with some salts. Typically,haemodialysis sessions are required three times a week.

Using the information above and your own knowledge, explain why haemodialysis isso efficient. [3]

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(Question continued overleaf)

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(b) An alternative method of dialysis is peritoneal dialysis. In this, instead of the blood beingcleaned using an artificial membrane outside the body, it is cleaned inside the body. Ituses the peritoneum, the thin membrane that surrounds the organs of the abdomen. The

peritoneum is well supplied with blood vessels. This membrane has two layers and thespace between them is used as a reservoir for the dialysis fluid. The principle is illustrated inthe simplified diagram below (side view).

The fluid remains in the body for a few hours, after which it is drained out and replacedwith fresh dialysis fluid. This procedure needs to take place four times a day.

(i) Explain why the peritoneum is a suitable membrane for dialysis within the body. [2]

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